JP2659952B2 - Scannable flip-flop circuit and scan clock setting method - Google Patents
Scannable flip-flop circuit and scan clock setting methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は論理回路のテスト容易化に関する。[Detailed Description of the Invention] (Object of the Invention) (Industrial application field) The present invention relates to facilitation of test of a logic circuit.
(従来の技術) スキャンデザインにおいては最少の付加回路でシステ
ム動作速度の低下を最小限に抑えることが重要である。
そのためにスキャン可能なフリップフロップとして従来
から種々の試みがなされているが、第6図と第7図はそ
の例である。図においてCはシステムモードでのクロッ
クで高速化のために1相クロックで動作させている。A
とBはスキャンモードでの2相クロックであり、システ
ムモードでは共にオフ状態にする。DIはデータ入力、Q
は出力である。スキャンモードでは、AとBはクロック
スキューの問題を避けるためにオン状態が重ならないよ
うにする。Cはオフ状態である。SIはスキャン入力、SO
はスキャン出力である。(Prior Art) In scan design, it is important to minimize a decrease in system operation speed with a minimum number of additional circuits.
For this purpose, various attempts have been made as scan-capable flip-flops, and FIGS. 6 and 7 show examples thereof. In the figure, C is a clock in the system mode and is operated with a one-phase clock for speeding up. A
And B are two-phase clocks in the scan mode, and are both turned off in the system mode. DI is data input, Q
Is the output. In the scan mode, A and B are set so that the ON states do not overlap to avoid a clock skew problem. C is off. SI is scan input, SO
Is a scan output.
第5図では反転したデータをスキャン入力し、スキャ
ン出力することになる。第6図と第7図はシステムモー
ドとスキャンモードの双方でマスタスレーブ型のフリッ
プフロップとして動作するのが特徴である。In FIG. 5, the inverted data is scanned in and scanned out. FIGS. 6 and 7 are characterized in that they operate as a master-slave type flip-flop in both the system mode and the scan mode.
(発明が解決しようとする問題点) 第6図ではQとSOが共通であるためスキャンパスの配
線によりシステム動作の速度が影響を受けるという欠点
がある。第7図は、この欠点を除いているが、素子数が
増えるという欠点が加わっている。(Problems to be Solved by the Invention) In FIG. 6, since Q and SO are common, there is a disadvantage that the speed of the system operation is affected by the wiring of the scan path. FIG. 7 removes this disadvantage, but adds the disadvantage that the number of elements increases.
(問題点を解決するための手段) 素子数を増さないで、スキャンパスの配線によるシス
テム動作速度の劣化を防ぐためにスキャンモードでの動
作をマスタスレーブ型のフリップフロップ動作ではな
く、2相クロックでラッチによるスタティックな状態保
持と負荷容量によるダイナミックな状態保持を交互に繰
返すことによって信号転送をする。(Means for Solving the Problems) In order to prevent the deterioration of the system operation speed due to the wiring of the scan path without increasing the number of elements, the operation in the scan mode is not a master-slave type flip-flop operation but a two-phase clock. The signal transfer is performed by alternately repeating the static state holding by the latch and the dynamic state holding by the load capacitance.
(作用) ラッチの一方を負荷容量によるダイナミックな回路に
することにより素子数を減らすことができ、かつ安定し
たシフトレジスタ動作によるデータのスキャン入力、ス
キャン出力が出来る。スキャン入力したデータはラッチ
部分にスタティックに保持してシステムモードで使用す
ることができる。さらに、システムモードではスキャン
パスの配線による速度劣化を防ぐと共にダイナミック回
路において浮遊ノードを無くし貫通電流の発生を防止す
ることができる。(Operation) By making one of the latches a dynamic circuit based on the load capacitance, the number of elements can be reduced, and data can be scanned in and out in a stable shift register operation. Scan input data can be statically held in a latch portion and used in a system mode. Further, in the system mode, it is possible to prevent the speed deterioration due to the scan path wiring and to eliminate the floating node in the dynamic circuit, thereby preventing the generation of the through current.
(実施例) 第1図はこの発明の第1の実施例であり、Cがシステ
ムモードでの1相クロック、AとBがスキャンモードで
の2相クロックであり、DIとQがシステムモードでのデ
ータ入力と出力、SIとSOがスキャン入力とスキャン出力
である。第1図では反転したデータをスキャン入力し、
スキャン出力することになる。第2図はこの発明の第2
の実施例である。Cはシステムモードでの1相クロッ
ク、AとBはスキャンモードでの2相クロック、DIとQ
はシステムモードでのデータ入力と出力、SIとSOはスキ
ャン入力とスキャン出力である。(Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which C is a one-phase clock in a system mode, A and B are two-phase clocks in a scan mode, and DI and Q are in a system mode. Are data input and output, and SI and SO are scan input and scan output. In FIG. 1, scan input of the inverted data is performed,
Scan output will be performed. FIG. 2 shows the second embodiment of the present invention.
This is an embodiment of the present invention. C is a one-phase clock in system mode, A and B are two-phase clocks in scan mode, DI and Q
Is data input and output in the system mode, and SI and SO are scan input and scan output.
第1の実施例の場合、スキャンモードでは、Cはオフ
状態であるが、Bがオン状態,Aがオフ状態の時にラッチ
にスキャンデータが取込まれB,A共にオフ状態の時にラ
ッチが安定状態になる。次にAがオン状態、Bがオフ状
態になるとSOの負荷容量が充電される。この電荷はA,B
共にオフ状態になるまでの間保持されていれば良い。In the case of the first embodiment, in the scan mode, although C is in the off state, scan data is taken into the latch when B is on and A is off, and the latch is stable when both B and A are off. State. Next, when A is turned on and B is turned off, the load capacity of SO is charged. This charge is A, B
It is sufficient that both are held until the both are turned off.
第2の実施例の場合の動作も同様である。 The same applies to the operation in the second embodiment.
このように、システムモードでは1相クロックのマス
タスレーブ型、スキャンモードでは2相クロックのシフ
トレジスタの1ビットとして動作するフリップフロップ
において、素子数を増さないで、スキャンパスの配線に
よるシステム動作速度の劣化を防止できるようになっ
た。As described above, in the system mode, in a flip-flop operating as a 1-bit shift register of a two-phase clock in the scan mode in a master-slave type of one-phase clock, the system operation speed by the scan path wiring is increased without increasing the number of elements. Can be prevented from deteriorating.
第3図と第4図はこの発明の第3と第4の実施例であ
り、Cがシステムモードでの1相クロック、AとBがス
キャンモードでの2相クロックであり、DIとQがシステ
ムモードでのデータ入力と出力、SIとSOがスキャン入力
とスキャン出力である。FIGS. 3 and 4 show third and fourth embodiments of the present invention, wherein C is a one-phase clock in the system mode, A and B are two-phase clocks in the scan mode, and DI and Q are Data input and output in system mode, and SI and SO are scan input and scan output.
第3図では反転したデータをスキャン入力し、スキャ
ン出力することになる。In FIG. 3, the inverted data is scanned in and scanned out.
スキャンモードでは、Cはオフ状態であるが、Bがオ
ン状態、Aがオフ状態の時にラッチにスキャンデータが
取込まれB,A共にオフ状態になるとラッチが安定状態に
なる。次にAがオン状態,Bがオフ状態になるとSOの負荷
容量が充電される。この電荷はA,B共にオフの状態を経
て再びBがオン状態、Aがオフ状態になるまで間保持さ
れていればよい。In the scan mode, C is in the off state, but when B is in the on state and A is in the off state, scan data is taken into the latch, and when both B and A are in the off state, the latch is in a stable state. Next, when A is turned on and B is turned off, the load capacity of SO is charged. This charge only needs to be held until both B and B are turned on and A is turned off again after both A and B are turned off.
システムモードではA,B共にオフ状態にすると第3
図,第4図において、ノードNは浮遊状態になる。した
がってCMOSの場合、ノードNの電位がぶらつくと共に次
段のインベータには貫通電流が生じ、消費電力を浪費す
ることになる。これを防止するためにはシステムモード
でBはオフ状態にするがAはオン状態にすれば良い。In system mode, if both A and B are turned off,
In FIG. 4 and FIG. 4, the node N is in a floating state. Therefore, in the case of CMOS, the potential of the node N fluctuates, and a through current is generated in the next stage inbeta, so that power consumption is wasted. In order to prevent this, in the system mode, B is turned off but A may be turned on.
第5図はスキャンデザイン回路のテストのためのタイ
ミングチャートの例であるが、3ビットをスキャン入力
し、1クロックのシステム動作の後、3ビットをスキャ
ン出力している。第5図ではスキャン入力の際、ビット
毎にデータが取込まれるタイミングを矢印で示してあ
る。またスキャン出力の際データが出力される範囲をビ
ット毎に示してある。FIG. 5 is an example of a timing chart for testing the scan design circuit, in which three bits are scanned in, and after a system operation of one clock, three bits are scanned out. In FIG. 5, the timing at which data is taken in bit by bit at the time of scan input is indicated by arrows. Also, the range in which data is output during scan output is shown for each bit.
スキャンクロックAはシステムモードではオン状態に
し、スキャンモードではLSIテスタのタイミングジュネ
レータを考慮して周期的で同一波形になるように設定し
てある。The scan clock A is set to the ON state in the system mode, and is set to have the same waveform periodically in the scan mode in consideration of the timing generator of the LSI tester.
上記各実施例ではシステムモードでセット、リセット
機能を持たないDタイプのフリップフロップを例とした
が、必要に応じてセット機能やリセット機能を追加して
良く、さらにDタイプの代りにJKタイプでも良い。In each of the above embodiments, a D-type flip-flop having no set and reset functions in the system mode has been described as an example. However, a set function and a reset function may be added as necessary, and a JK type may be used instead of the D type. good.
システムモードでは1相クロックのマスタスレーブ
型、スキャンモードでは2相クロックのシフトレジスタ
の1ビットとして動作するフリップフロップにおいて、
スキャンモードで一部ダイナミック動作させることによ
り、素子数を増さないでスキャンパスの配線によるシス
テム動作速度の劣化を防止できるようになった。さらに
システムモードで、ダイナミック回路の浮遊状態を無く
すことにより、消費電力の浪費を防止できるようにな
る。In a system mode, a one-phase clock master-slave type, and in a scan mode, a flip-flop that operates as one bit of a two-phase clock shift register,
By partially performing the dynamic operation in the scan mode, it is possible to prevent the deterioration of the system operation speed due to the wiring of the scan path without increasing the number of elements. Further, by eliminating the floating state of the dynamic circuit in the system mode, waste of power consumption can be prevented.
第1図、第2図、第3図、第4図はこの発明の実施例の
図、第5図はスキャンデザイン回路のテストのためのタ
イミングチャート図、第6図は従来のスキャン可能なフ
リップフロップの第1の例の図、第7図は従来のスキャ
ン可能なフリップフロップの第2の例の図である。1, 2, 3, and 4 are diagrams of an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a timing chart for testing a scan design circuit, and FIG. 6 is a conventional scan-capable flip-flop. FIG. 7 is a diagram of a first example of a flip-flop, and FIG. 7 is a diagram of a second example of a conventional scannable flip-flop.
Claims (3)
チとスレーブラッチ、及びダイナミックに状態保持可能
なラッチからなり、上記スレーブラッチはマスタラッチ
に接続し、上記ダイナミックラッチはマスタラッチ又は
スレーブラッチの一方に接続する構成において、システ
ムモードでは1相クロックのマスタースレーブ型フリッ
プフロップとして動作し、スキャンモードでは2相クロ
ックでマスタラッチ又はスレーブラッチの一方によるス
タティックな状態保持と上記ダイナミックに状態保持可
能なラッチの負荷容量の荷電状態で決まるダイナミック
な状態保持を交互に繰返すことにより信号の転送を行な
うことを特徴とするスキャン可能なフリップフロップ回
路。1. A configuration comprising a master latch and a slave latch capable of statically retaining a state, and a latch capable of dynamically retaining a state, wherein the slave latch is connected to the master latch, and the dynamic latch is connected to one of the master latch and the slave latch. In the system mode, it operates as a one-phase clock master-slave flip-flop in the system mode, and in the scan mode, holds the static state by one of the master latch and the slave latch by the two-phase clock and charges the load capacity of the latch capable of dynamically holding the state. A scan-capable flip-flop circuit for transferring a signal by alternately repeating a dynamic state holding determined by a state.
ミックな状態保持を2相クロックの一方で制御されるト
ランスファーゲートと、それに接続するインバータ、又
は上記トランスファーゲートと、それに接続するインバ
ータと機能的に等価な回路で実現することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のスキャン可能なフリップフ
ロップ回路。2. A circuit as claimed in claim 1, wherein said circuit realized by CMOS has a dynamic state that is controlled by one of two-phase clocks and a transfer gate, or an inverter connected to said transfer gate and an inverter connected thereto. 2. The scannable flip-flop circuit according to claim 1, wherein the scannable flip-flop circuit is realized by an equivalent circuit.
ースレーブ型フリップフロップとして動作し、スキャン
モードでは、特許請求の範囲第1項記載のマスタラッチ
又はスレーブラッチの一方にダイナミックラッチを接続
し、2相クロックにより信号を転送してテストを行い、
ダイナミックな状態保持を2相クロックの一方で制御さ
れるトランスファーゲートと、それに接続するインバー
タ、又は上記トランスファーゲートと、それに接続する
インバータと機能的に等価な回路で実現したスキャン可
能なCMOSフリップフロップ回路のダイナミック動作部分
がシステムモードで浮遊モードを持ち貫通電流を生じる
ことを防止するために、2相クロックの一方で制御され
るトランスファーゲートをシステムモードでオン状態に
することを特徴とするスキャンクロックの設定方法。3. The system mode operates as a one-phase clock master-slave flip-flop in a system mode. In the scan mode, a dynamic latch is connected to one of the master latch and the slave latch according to claim 1 to provide a two-phase clock. Test by transferring the signal by
A transfer gate whose dynamic state is controlled by one of two-phase clocks and an inverter connected thereto, or a scanable CMOS flip-flop circuit realized by a circuit functionally equivalent to the transfer gate and the inverter connected thereto Wherein the transfer gate controlled by one of the two-phase clocks is turned on in the system mode in order to prevent a dynamic operation portion of the scan mode from having a floating mode in the system mode and generating a through current. Setting method.
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JP62086975A JP2659952B2 (en) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | Scannable flip-flop circuit and scan clock setting method |
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1987
- 1987-04-10 JP JP62086975A patent/JP2659952B2/en not_active Expired - Fee Related
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |